Hình 5.7
Hình 5.8
Quan sát tín hi u ra các Flipflop ta th y sau m i FF t n s c a tín hi u raệ ở ấ ỗ ầ ố ủ ệ
gi m đi m t n a, nghĩa là:ả ộ ử
Nh v y xét v khía c nh t n s , ta còn g i m ch đ m là m ch chia t n. ư ậ ề ạ ầ ố ọ ạ ế ạ ầ
198
5.2.2.3. M ch đ m không đ ng b , n t ng, đ m lên, xu ng (n=4): ạ ế ồ ộ ầ ế ố
Đ có m ch đ m lên ho c đ m xu ng ng i ta dùng các m ch đa h p 2→1ể ạ ế ặ ế ố ườ ạ ợ
v i đ u vào đi u khi n C chung đ ch n Q ho c ớ ầ ề ể ể ọ ặ
Q
c a t ng tr c n i vào Củ ầ ướ ố
K
t ngầ
sau tùy theo yêu c u v cách đ m. ầ ề ế
Trong (Hình 5.9), khi C =1, Q n i vào Cố
K
, m ch đ m lên và khi C = 0, ạ ế
Q
n iố
vào C
K
, m ch đ m xu ng.ạ ế ố
Hình 5.9
Trên th c t , đ đ n gi n, ta có th thay đa h p 2→1 b i m t c ng EX-OR,ự ế ể ơ ả ể ợ ở ộ ổ
đ u đi u khi n C n i vào m t đ u vào c ng EX-OR, đ u vào còn l i n i v i đ u raầ ề ể ố ộ ầ ổ ầ ạ ố ớ ầ
Q c a FF và đ u ra c a c ng EX-OR n i vào đ u vào CK c a FF sau, m ch cũngủ ầ ủ ổ ố ầ ủ ạ
đ m lên/xu ng tùy vào C=0 hay C=1. ế ố
Hình 5.10
199
5.2.2.4. M ch đ m không đ ng b modulo - N (N=10) ạ ế ồ ộ
Ki u Reset: ể
C
và K
C
lên m c cao: ứ
C
KC
= Q
B
. ; J
C
=K
C
=1
Các FF B và D s dùng xung CK c a h th ng và các đ u vào JK đ c xácẽ ủ ệ ố ầ ượ
đ nh nh hàm chuy n:ị ờ ể
Dùng b ng Karnaugh xác đ nh Hả ị
D
và H
B
r i suy ra các tr J, K c a các FF. ồ ị ủ
201
Có th xác đ nh J, K c a các FF B và D b ng ph ng pháp MARCUS: ể ị ủ ằ ươ
Ta có ngay K
D
=K
B
=1
Dùng b ng Karnaugh xác đ nh Jả ị
D
và J
- Ki u đ m 2x5 cho tín hi u ra Qể ế ệ ở
D
không đ i x ng ố ứ
- Ki u đ m 5x2 cho tín hi u ra Qể ế ệ ở
A
đ i x ng ố ứ
Hình 5.14
5.2.3 M ch đ m vòngạ ế
Th c ch t là m ch ghi d ch trong đó ta cho h i ti p t m t đ u ra nào đó vự ấ ạ ị ồ ế ừ ộ ầ ề
đ u vào đ th c hi n m t chu kỳ đ m. Tùy đ ng h i ti p mà ta có các chu kỳ đ mầ ể ự ệ ộ ế ườ ồ ế ế
khác nhau.
Sau đây ta kh o sát vài lo i m ch đ m vòng ph bi n. ả ạ ạ ế ổ ế
5.2.3.1. H i ti p t Qồ ế ừ
D
v Jề
A
và Q
D
v Kề
A
Hình 5.15
204
Đ i v i m ch này, s đ m vòng ch th y đ c khi có đ t tr c đ u ra ố ớ ạ ự ế ỉ ấ ượ ặ ướ ầ
- Đ t tr c Qặ ướ
A
=1, ta đ c k t qu nh b ngượ ế ả ư ả
- N u đ t tr c Qế ặ ướ
A
= Q
B
B ng tr ng thái và hàm chuy n m ch đ m 6: ả ạ ể ạ ế
206
H
C
= 1 ⇒ J
C
=K
C
= 1
Xác đ nh Jị
A
, K
A,
J
B
, K
B
B ng Karnaugh cho hai hàm chuy n Hả ể
A
& H
B
M ch đi n:ạ ệ
2. Thi t k m ch đ m 7 không đ ng b , dùng FF JK có đ u vào xung đ ng h tácế ế ạ ế ồ ộ ầ ồ ồ
đ ng b i c nh lên c a CK.ộ ở ạ ủ
B ng tr ng thái:ả ạ
207
Nh n xét b ng tr ng thái ta th y m i l n Qậ ả ạ ấ ỗ ầ
B
thay đ i t 1 xu ng 0 thì Qổ ừ ố
Q
2
Q
3
0 0 0 0 0
1 D
1
0 0 0
2 D
2
D
1
0 0
3 D
3
D
2
D
1
0
4 D
4
D
3
D
2
D
1
5 D
5
3
các thông tin vào tr c đó 4 nh p.ướ ị
Tr ng thái ra c a b ghi d ch 4 bit ạ ủ ộ ị hình 5.17 theo tr t t xung nh pậ ự ị
Ngoài ra còn cách ghi song song (đ ng th i) vào các ô nh nh ồ ờ ớ ư hình 5.18.
- G
0
÷ G
7
là các c ng 3 tr ng thái v i đ c đi m: Tín hi u đi u khi n G="1"ổ ạ ớ ặ ể ệ ề ể
đ u ra đ c n i v i đ u vào, G ="0" đ u ra tr ng thái tr kháng cao.ầ ượ ố ớ ầ ầ ở ạ ở
- Khi l nh ghi nh n tr "1" thông tin nh phân Dệ ậ ị ị
0
÷ D
7
đ c ghi vào các trig Dượ ơ
(F
0
÷ F
7
), k t thúc l nh ghi (nh n tr "0") thông tin nh phân đ c l u tr trong đó.ế ệ ậ ị ị ượ ư ữ
209
Hình 5.17 : B ghi d ch đ a vào n i ti p dùng Trig JK n i ki u trig ộ ị ư ố ế ơ ố ể ơ
D
J
C
K
J
C
K
J
Q
2
Q
1
Q
0
F
3
F
2
F
1
F
0
C (Xung nh p)ị
Xung xoá
D
(S ố
li u ệ
c n ghi ầ
d ch)ị
Khi có l nh đ c (G nh n tr "1")ệ ọ ậ ị
các c ng 3 tr ng thái đ c m , thông tin nh phân đ c g i t i đ a ch c n nh n.ổ ạ ượ ở ị ượ ử ớ ị ỉ ầ ậ
Các thao tác ghi - đ c đ c th cọ ượ ự
hi n đ ng th i v i c 8 bit thông tin.ệ ồ ờ ớ ả
Ngoài ra ng i ta còn k t h p ph ng pháp n i ti p và song song trong m t bườ ế ợ ươ ố ế ộ ộ
ghi d ch đ s d ng linh ho t các u th c a m i cách đ ng th i t o kh năngị ể ử ụ ạ ư ế ủ ỗ ồ ờ ạ ả
chuy n t m t dãy thông tin n i ti p thành d ng song song ho c ng c l i. Hìnhể ừ ộ ố ế ạ ặ ượ ạ
5.19 đ a ra c u trúc m t b ghi d ch 4 bit ki u này, s d ng 4 trig D k t h p v iư ấ ộ ộ ị ể ử ụ ơ ế ợ ớ
các c ng logic ph .ổ ụ
L nh "ghi"ệ
G
7
G
1
G
0
Hình 5.18: B ghi c u trúc vào - ra ộ ấ
song song (8 bit)
210
Hình 5.19: B ghi d ch 4 bit h n h p.ộ ị ỗ ợ
Khi L = 0 thì v i vi c có xung nh p C, thông tin D s đ c d ch ph i 1 bitớ ệ ị ẽ ượ ị ả
h ng Fướ
0
→ F
3
. Lúc L = 1 thì khi có xung nh p C, thông tin Pị
0
÷ P
3
s đ c đ a đ ngẽ ượ ư ồ
th i vào Fờ
0
÷ F
3
. Vi c l y s li u ra cũng có th đ ng th i c 4 bit trên các l i ra Qệ ấ ố ệ ể ồ ờ ả ố
0
÷ Q
3
hay tu n t trên l i ra Dầ ự ố
Q
2
C
D
Q
3
C
D
R
G
00
C
R R
R
R
F
0
F
1
F
2
F
3
G
01
G
02
G
03
G
(Sè
D
vµo
(TÝn hiÖu ®iÒu
L
211
32 bit, .v v T ừ là thành ph n thông tin c b n nh t. Các b ph n c a thi t bầ ơ ả ấ ộ ậ ủ ế ị
th ng ch truy n đi hay nh n vào nguyên m t t (hay nguyên t ) ch không ph i vàiườ ỉ ề ậ ộ ừ ừ ứ ả
bit c a t . Tuy nhiên, vì t đ c t o thành t nhi u bít nên đ n v c b n c a bủ ừ ừ ượ ạ ừ ề ơ ị ơ ả ủ ộ
nh chính là bit.ớ
Khi so sánh các b nh ng i ta th ng l u ý đ n các đ c tính sau:ộ ớ ườ ườ ư ế ặ
+ Dung l ng.ượ
Dung l ng (hay nói rõ h n là dung l ng nh ) là kh i l ng thông tin hay dượ ơ ượ ớ ố ượ ữ
li u có th l u tr đ c trong b nh . Đ xác đ nh dung l ng ta th ng dùng đ nệ ể ư ữ ượ ộ ớ ể ị ượ ườ ơ
v là s bít (ho c kilobit ho c megabit). Dung l ng liên quan m t thi t đ n giá thànhị ố ặ ặ ượ ậ ế ế
c a b nh . Giá thành này đ c đánh giá theo tiêu chu n: chi phí/ bit.ủ ộ ớ ượ ẩ
+ Th i gian thâm nh p (access time).ờ ậ
Th i gian này g m có 2 ph n: th nh t là th i gian c n thi t đ xác đ nh v tríờ ồ ầ ứ ấ ờ ầ ế ể ị ị
c n thi t c a t (th i gian tìm t ) trong b nh và th hai là th i gian c n thi t đầ ế ủ ừ ờ ừ ộ ớ ứ ờ ầ ế ể
l y ra kh i b nh . Th i gian thâm nh p (vi t t t là at) là m t thông s quan tr ngấ ỏ ộ ớ ờ ậ ế ắ ộ ố ọ
c a b nh , n u nó kéo dài thì s làm gi m kh năng làm vi c c a thi t b vì thi t bủ ộ ớ ế ẽ ả ả ệ ủ ế ị ế ị
ch ho t đ ng đ c ch ng nào chúng nh n đ c d li u mà thôi.ỉ ạ ộ ượ ừ ậ ượ ữ ệ
B nh th ng đ c chia làm hai lo i căn c vào hai tính ch t v a nêu trên làộ ớ ườ ượ ạ ứ ấ ừ
b nh chính và b nh ph .ộ ớ ộ ớ ụ
+ B nh chính.ộ ớ
B nh chính n m g n các b x lý d li u và c n có ộ ớ ằ ầ ộ ử ữ ệ ầ at r t ng n (ấ ắ ≤ µsec) v iớ
dung l ng không c n l n l m (vài ch c kilobit là có th đ c). Ph n này ch a cácượ ầ ớ ắ ụ ể ượ ầ ứ
d li u, thông tin, ho c các l nh c n ngay cho công tác.ữ ệ ặ ệ ầ
+ B nh ph .ộ ớ ụ
B nh ph không c n thi t ph i n m g n thi t b , ộ ớ ụ ầ ế ả ằ ầ ế ị at có th l n (t i ms)ể ớ ớ
hi n vì m ch FF làm b ng b ph n r i có kích th c t ng đ i l n, tiêu th côngệ ạ ằ ộ ậ ờ ướ ươ ố ớ ụ
su t đáng k và t n kém. Nh ng t khi k thu t m ch tích h p ra đ i ng i ta chấ ể ố ư ừ ỹ ậ ạ ợ ờ ườ ế
t o đ c các m ch tích h p v i nhi u b ph n bán d n trên m t di n tích Silic ngàyạ ượ ạ ợ ớ ề ộ ậ ẫ ộ ệ
càng bé. T đó b nh bán d n dùng FF ra đ i. ừ ộ ớ ẫ ờ
Hi n nay có hai lo i b nh bán d n RAM chính là dùng Tranzitor l ng c cệ ạ ộ ớ ẫ ưỡ ự
(npn) và lo i MOSFET.ạ
213
+ B nh Ram dùng Tranzitor l ng c c l y FF làm đ n v nh c b n nên v nộ ớ ưỡ ự ấ ơ ị ớ ơ ả ậ
t c r t cao, ố ấ at vào kho ng vài ch c nanosec và công su t tiêu th vào kho ng 1ả ụ ấ ụ ả
nanowatt/bit.
+ B nh RAM dùng MOSFET đ c chia làm hai lo i: ộ ớ ượ ạ
- Lo i tĩnh (static) cũng l y c u trúc FF làm đ n v nh c b n.ạ ấ ấ ơ ị ớ ơ ả
- Lo i đ ng (dynamic) l i d ng đi n dung kí sinh c a c c c ng (gate) đ ch aạ ộ ợ ụ ệ ủ ự ổ ể ứ
d li u.ữ ệ
S dĩ ng i ta g i tĩnh và đ ng là vì lo i dùng FF không c n xung kích thích đở ườ ọ ộ ạ ầ ể
tăng c ng thêm đi n tích trong t đi n (thao tác làm t i b nh ), n u không đi nườ ệ ụ ệ ươ ộ ớ ế ệ
tích này s gi m đi và m t d li u. ẽ ả ấ ữ ệ
Nói chung b nh MOSFET ch m h n b nh l ng c c nh ng bù l i đ n vộ ớ ậ ơ ộ ớ ưỡ ự ư ạ ơ ị
nh có kích th c nh h n nên có th thu g n nhi u đ n v nh trong m t di n tíchớ ướ ỏ ơ ể ọ ề ơ ị ớ ộ ệ
silic nh mà công su t tiêu th l i không đáng k (ch ng h n 250 mW cho 4096 bitỏ ấ ụ ạ ể ẳ ạ
đ i v i các b nh th h đ u tiên).ố ớ ộ ớ ế ệ ầ
Khi c n các b nh RAM có dung l ng l n ta có th m c nhi u b nh nhầ ộ ớ ượ ớ ể ắ ề ộ ớ ỏ
l i v i nhau mà kích th c toàn th không l n l m.ạ ớ ướ ể ớ ắ
5.4.3. B nh ROMộ ớ
- MROM (Mask ROM): đ c l p trình b i nhà s n xu t.ượ ậ ở ả ấ
u và nh c đi m: ch có tính kinh t khi s n x t hàng lo t nh ng l i không ph cƯ ượ ể ỉ ế ả ấ ạ ư ạ ụ
h i đ c khi ch ng trình b sai, h ng.ồ ượ ươ ị ỏ
- PROM (Programmable): Đây là lo i ROM cho phép l p trình b i nhà s n xu t.ạ ậ ở ả ấ
Nh c đi m: n u h ng không ph c h i đ cượ ể ế ỏ ụ ồ ượ
- EPROM (Erasable ROM): là lo i PROM có th xoá và l p trình l i.ạ ể ậ ạ
1.2. M ch khu ch đ i thu t toán vi phânạ ế ạ ậ 23
2. M ch tích phânạ 23
2.1. Đ nh nghĩa và khái ni mị ệ 23
2.2. Các m ch t o đi n áp bi n đ i đ ng th ng ạ ạ ệ ế ổ ườ ẳ 26
3. M ch h n ch biên đ ạ ạ ế ộ 27
Ch ng 3:ươ 28
CÁC M CH DAO Đ NG XUNGẠ Ộ 28
1. Các m ch không đ ng b hai tr ng thái n đ nhạ ồ ộ ạ ổ ị 28
1.1. Trig đ i x ng (RS) dùng tranzitorơ ố ứ 28
1.2. Trig Smit dùng IC tuy n tínhơ ế 29
2. Các m ch không đ ng b m t tr ng thái n đ nhạ ồ ộ ộ ạ ổ ị 31
2.1. Đa hài đ i dùng tranzitorợ 31
2.2. Đa hài đ i dùng khu ch đ i thu t toánợ ế ạ ậ 33
3. Các m ch không đ ng b hai tr ng thái không n đ nhạ ồ ộ ạ ổ ị 34
3.1. Đa hài t dao đ ng dùng tranzitorự ộ 34
3.2. Đa hài t dao đ ng dùng khu ch đ i thu t toánự ộ ế ạ ậ 37
4. Dao đ ng Blockingộ 39
5. M ch t o xung tam giácạ ạ 43
5.1. V n đ chungấ ề 43
5.2. M ch n dòng c b nạ ổ ơ ả 45
5.3. M ch t o xung tam giác dùng transistor.ạ ạ 46
5.4. M ch t o xung tam giác dùng vi m ch khu ch đ i thu t toán.ạ ạ ạ ế ạ ậ 49
Ch ng 4:ươ 53
VI M CH Đ NH TH I 555, DAO Đ NG TÍCH THOÁT DÙNG UJTẠ Ị Ờ Ộ 53
216
1. S đ chân và c u trúc 555ơ ồ ấ 53
1.1. S đ chân IC 555ơ ồ 53
1.2. S đ c u trúc IC 555ơ ồ ấ 53
1.3. Nguyên t c ho t đ ng các chân IC555ắ ạ ộ 54
2. M ch đa hài dùng IC555ạ 55
CH NG IIIƯƠ 101
CÁC PH N T LOGIC C B NẦ Ử Ơ Ả 101
3.1 KHÁI NI M V M CH SỆ Ề Ạ Ố 101
3.1.1 M ch t ng tạ ươ ự 101
3.1.2 M ch sạ ố 101
3.1.3 H logic d ng/âmọ ươ 101
3.2 C ng Logicổ 103
3.2.1 Khái ni mệ 103
3.2.2 Phân lo iạ 103
3.2.3. Công su t tiêu tán Pttấ 128
3.2.4. Fanout 129
3.2.5. Fanin (H s m c m ch đ u vào)ệ ố ắ ạ ầ 129
3.2.6. Đ ch ng nhi uộ ố ễ 129
3.2.7. Tr truy n đ tễ ề ạ 129
3.3. FLIP-FLOP (FF) 130
217
3.3.1. Khái ni mệ 130
CH NG IVƯƠ 153
H T H PỆ Ổ Ợ 153
4.1 Khái ni m chungệ 153
4.2. M ch mã hoá và gi i mãạ ả 154
4.2.1. Khái ni mệ 154
4.2.2. M ch mã hoá (ENCODER)ạ 154
4.2.3. M ch gi i mã ạ ả 159
4.3 M CH CH N KÊNH – PHÂN Đ NGẠ Ọ ƯỜ 168
4.3.1 Đ i c ngạ ươ 168
4.3.2. M ch ch n kênhạ ọ 168
4.3.3. M ch phân đ ngạ ườ 171
4.4 M CH SO SÁNHẠ 175
4.4.1. Đ i c ngạ ươ 175
Maker, Orcad. (Tài li u trên Internet).ệ
219